Признаки неисправности кислородного датчика

Содержание

Современные автомобили оборудованы системами электронного впрыска горючего с возможностью регулировки состава смеси. В случае поломки устройства знание признаков неисправности лямбда-зонда поможет определить причину проблемы.

Описание устройства и где находится

С появлением систем электронного впрыска бензина перед конструкторами встала задача корректировки состава топливной смеси. Для этого стали применяться датчики кислорода или лямбда-зонды. Устройства поддерживают состав топливной смеси в определенных переделах, что позволяет обеспечивать максимальную эффективность каталитического нейтрализатора. При иных составах смеси нейтрализатор начинает работать некорректно и выходит из строя.

В зависимости от конструкции выхлопной системы используется один или два датчика:

Первый установлен непосредственно в выхлопном коллекторе и замеряет состав выхлопных газов перед каталитическим нейтрализатором. На ранних системах этот девайс был единственным.
С введением нормативов Евро-3 стал применяться второй зонд, расположенный после нейтрализатора. Электронный блок управления анализирует данные от двух зондов и косвенно оценивает эффективность работы катализатора, а также корректирует состав смеси.

Варианты исполнения лямбда-зондов

Производители установили для изделий срок службы:

зонд без спирали подогрева — не более 80 тыс. км;
узел с подогревом — до 100 тыс. км;
планарные (широкополосные) зонды — до 160 тыс. км.

Заявленный ресурс зондов не является точным. Срок работы устройств зависит от множества факторов и может быть меньше или больше указанных значений.

Схема устройства

Рассмотрим схему зонда, дающую представление о размещении узлов. Знание конструкции позволяет понять места расположения деталей, подверженных поломкам.

Пример конструкции зонда

1 — металлический штуцер, предназначенный для установки зонда, на внешней поверхности имеются грани под ключ, ниже расположена резьба;
2 — керамический изолятор;
3 — уплотнительный элемент для ввода жгута проводов;
4 — сигнальные провода;
5 — металлический защитный колпачок, оснащенный вентиляционными продухами, предназначен для защиты измерительного элемента от повреждений;
6 — пружинная контактная часть;
7 — чувствительный элемент, выполненный из керамики;
8 — нагревательный стержень;
9 — вентиляционный канал;
10 — внешний металлический корпус.

Основные признаки и причины неисправности лямбда-зонда

Основные признаки неисправности лямбда-зонда:

перебои в работе и плавающие обороты на холостом ходу или низкой частоте вращения вала;
снижение разгонных параметров автомобиля;
заметное (иногда на несколько литров) увеличение расхода топлива;
включение индикатора Check Engine и появление ошибок в памяти блока управления.

Причинами неисправности кислородного датчика могут быть:

поврежденный чувствительный элемент;
засорение рабочей зоны зонда сажей или свинцом;
разрушение проводки;
выход из строя элемента подогрева.

Как проверить датчик кислорода?

При возникновении перечисленных выше проблем необходимо проверить состояние датчика кислорода. Проверка лямбда-зонда выполняется визуальным методом и с помощью электронного оборудования.

Визуальный осмотр

Самым первым этапом проверки является внешний осмотр детали, который состоит из этапов:

Провести визуальный осмотр проводки и штекеров. Недопустимы оплавления изоляции, механические повреждения, окисления контактов.
На рабочей поверхности датчика не должно иметься налета сажи и копоти. Слой сажи возникает при износе поршневых колец или плохой герметичности клапанов. Копоть изменяет чувствительность зонда, который передает неверную информацию на блок управления двигателем. После очистки детали работоспособность восстанавливается. Очистка производится мягкой щеткой и выдерживанием зонда в ортофосфорной кислоте в течение 15-20 минут.
Если на поверхности чувствительного элемента присутствуют отложения белого или светло-серого цвета, то это свидетельствует о применении топлива с присадками на основе тетраэтилсвинца. Как правило, такой датчик быстро выходит из строя.

Внешний осмотр лямбда-зонда позволяет определить только малую часть неисправностей, более тщательный анализ выполняется при помощи тестера или мультиметра.

Проверка мультиметром

В устройстве могут перегореть цепи подогрева или начаться разрушение рабочего элемента. Эти неисправности могут быть обнаружены при помощи электронных тестовых приборов.

Существуют три разновидности штекеров лямбда-зонда:

двухпроводной (заземление и сигнальный);
трехпроводной (добавляется положительный провод питания нагревательного элемента);
четырехпроводной (имеется дополнительное заземление нагревательной спирали).

Для выполнения проверки лямбда-зонда требуется заводская документация, позволяющая определить назначение проводов и цифровой мультиметр, переключенный в режим вольтметра и омметра.

Примерная последовательность действий:

Прогреть двигатель до рабочей температуры, поскольку только в этом случае обеспечивается возможность снятия корректных данных.
Прозвонить цепи подогрева. В нормальных условиях сопротивление находится в пределах 2-15 Ом, более точные данные можно получить из справочной литературы. Сопротивление измеряется подключением к двум пинам в штекере (для четырехпроводного зонда) или к пину нагревателя и корпусу автомобиля (в трехпроводных). Если сопротивление равно нулю, это значит, что выявлено короткое замыкание обмоток подогревательного элемента. Стремление сопротивления к бесконечности является симптомом обрыва нихромовых нитей обогрева.
Прозвонить проводку, идущую к подогревателю от блока управления, на отсутствие разрывов.
Проверить напряжение в сигнальной цепи. Отрицательный сигнал может браться с корпуса автомобиля или непосредственно с клеммы аккумулятора. Перед проверкой двигатель должен поработать на средних оборотах (2500-3000 об/мин) в течение 2-3 минут. Разъединить штекер и подключить тестовый прибор.
Довести обороты до 2500-2600 об/мин и резко бросить педаль газа. Показания вольтметра находятся в пределах 0,2-1,0 вольта и меняются с частотой 1 Гц (в среднем один раз в секунду).
Отключить трубку вакуума от регулятора давления для проверки степени обеднения смеси. Возможно принудительное обеднение смеси закрыванием рукой воздухозаборного отверстия дроссельного узла. Провести замер напряжения, которое должно находиться в пределах 0,2 вольта или ниже.
Установить трубку обратно.
Резко поднять обороты до максимальных. При этом напряжение должно составлять около 1 вольта.

Косвенным признаком неработоспособности зонда является стабильное напряжение около 0,45-0,5 вольта, которое не меняется от режима работы и состава смеси. Однако для подтверждения поломки рекомендуется проводить тщательную проверку осциллографом или тестовым компьютером.

Проверка с помощью осциллографа

Преимуществом проверки зонда осциллографом является возможность контроля не только значения напряжения, но и амплитуды изменения по времени. Сдвиги амплитудных характеристик в небольших пределах вызывают изменение параметров работы двигателя, но не регистрируются блоком управления, как ошибка. Проверка осциллографом проводится в условиях специализированного сервиса, поскольку в личном владении прибор встречается нечасто.

Прогреть двигатель.
Подключить выводы осциллографа к датчику.
Провести тестирование на холостых оборотах. Ниже приведены примерные кривые, снятые осциллографом. По амплитуде сигнала можно сделать вывод о состоянии детали.
Поменять поврежденную деталь и провести повторное тестирование.

Примеры графиков, снятых осциллографом

Как проверить датчик с помощью сканера ELM327 USB OBD II

Владелец может самостоятельно протестировать датчик при помощи сканера ELM327, работающего по протоколу OBD II. Устройство совместимо с большинством автомобилей российского и зарубежного производства.

Подключить тестер к диагностическому разъему. Место расположения разъема необходимо уточнить по документации, прилагаемой к автомобилю.
Считать параметры работы и передать их на ноутбук с предустановленным специальным программным обеспечением. Наиболее распространена утилита Torque Pro, которая находится в открытом доступе.

Ниже приведен видеоурок по работе сканера ELM327 с утилитой Torque Pro, предоставленный каналом Savontiy.

Инструкция по замене датчика своими руками

Перед началом работ требуется подготовить материалы и инструменты:

Новый зонд.
Гаечный ключ или насадку, которая позволит выкрутить корпус датчика из коллектора. На некоторых автомобилях можно попытаться снять устройство обычным рожковым ключом на 22 мм или газовым разводным ключом. Но основная часть машин требует использования специализированной насадки.
Удлинитель для насадки.
Динамометрический ключ до 50-100 Н/м.
Защитные перчатки и нарукавники, поскольку работы производятся на нагретом коллекторе.
Гаечные ключи для демонтажа защитных теплоизоляционных экранов и/или коллектора.

Менять лямбда-зонды следует на такую же модель или аналогичную, подходящую по параметрам. Устанавливать первый попавшийся датчик нельзя. Перед монтажом нужно внимательно изучить инструкцию, прилагаемую производителем.

Приблизительная последовательность действий при замене первого зонда:

Прогреть силовой агрегат до рабочей температуры. При этом происходит термическое расширение элементов выхлопной системы, что позволяет облегчить задачу выкручивания сенсора из коллектора или выхлопной трубы.
Выключить двигатель.
Снять клемму с аккумулятора для исключения вероятности запуска электрического вентилятора системы охлаждения.
Аккуратно разъединить разъем зонда с проводкой.
Надеть защитные перчатки и снять провод зонда с фиксаторов.
При помощи насадки выкрутить зонд. На этом этапе возможны трудности, поскольку стык зонда и коллектора забивается ржавчиной и сгоревшей смазкой. Для облегчения процесса может применяться локальный прогрев газовой горелкой, который позволяет выжечь ржавчину. После этого следует попытаться сдернуть зонд с места, если деталь не начала откручиваться — прогрев повторить заново.
Протереть место установки от остатков старой графитной смазки.
Проверить наличие штатной смазки на резьбе нового зонда. Средство может входить в комплект поставки в отдельном пакетике. Смазывающее вещество наносится тонким равномерным слоем на резьбу. Категорически запрещается нанесение на защитный колпачок, поскольку это приводит к образованию твердого нагара и ухудшению параметров работы зонда. Если на автомобиле использован датчик, закрепленный двумя болтами, то они не нуждаются в смазке.
Аккуратно закрутить датчик на место от руки до упора.
Затянуть зонд ключом с требуемым моментом. Большинство производителей указывают силу 40-45 Н/м, но рекомендуется уточнять значение по сервисной литературе. При отсутствии динамометрического ключа затяжка производится доворотом зонда на 180º после закручивания рукой до упора.
Проложить жгут по фиксаторам, закрепить при необходимости хомутами.
Подключить аккумулятор и удалить ошибки из блока управления. Ошибки убираются при помощи компьютера или иным способом (в зависимости от марки и модели автомобиля).

При установке зонда требуется соблюдать момент затяжки. Превышение силы приводит к разрушению корпуса зонда или срыву резьбы, низкий момент является причиной прорыва выхлопных газов и неравномерного прогрева детали.

Как ремонтировать лямбда-зонд?

Производители лямбда-зондов позиционируют детали, как неразборные и не подлежащие ремонту. Однако некоторые автовладельцы с определенным успехом пытаются разбирать и ремонтировать датчики, собирая из двух или более поврежденных устройств одно работоспособное.

Владельцу автомобиля следует помнить, что подобный ремонт лямбда-зонда является временным мероприятием. Рекомендуется приобрести новый датчик, а отремонтированный использовать в качестве запасного.

Ремонт нагревательного элемента

Примерная последовательность разборки и ремонта датчика с поврежденным нагревательным элементом:

Аккуратно распилить внешний корпус датчика.
Аналогичным образом распиливается второй датчик.
Вынуть из распиленных корпусов нагревательные стержни. Целое устройство необходимо протереть от нагара и грязи сухой материей. Использовать чистящие вещества не рекомендуется, поскольку возможно повреждение нагревателя в результате химических реакций.
Установить нагреватель в зонд, который будет применяться на автомобиле.
Спаять корпус медно-фосфорным припоем, имеющим температуру плавления около 700 ºС. В качестве источника тепла применяется газовая ювелирная горелка.
Проверить работоспособность изделия тестером и установить зонд в коллектор. Если отремонтированное устройство не работает, то можно попробовать поменять нагреватель еще раз. Ниже приведены фотографии, поясняющие процесс ремонта.

Ремонт неисправной проводки

Встречаются рекомендации по установке дополнительного резистора в цепь обогрева при выходе ее из строя. По идее авторов полученное сопротивление должно давать корректный сигнал в блок управления и выключать информацию об ошибке. Фактически так и происходит, но срок жизни дополнительного сопротивления составляет от нескольких часов до нескольких дней. Нагревающийся до высоких температур резистор может стать причиной возгорания в моторном отсеке.

Устранить неисправность, связанную с разорванным жгутом проводки, можно следующим образом:

Пропилить корпус на верхней части зонда.
Демонтировать полностью старые провода, поскольку изоляция со временем изнашивается и трескается.
Вынуть из колодки-донора пины с припаянными проводами. В качестве донора может использоваться любая штекерная колодка из имеющихся в наличии.
Для дальнейшей работы необходимо выпаять из пинов соединительные элементы.
Собрать новый жгут проводки, используя штатное резиновое уплотнение от зонда.
Установить на концы проводов снятые соединительные элементы.
Соединить проводку с ответными кабелями лямбда-зонда.
Обжать контакты и дополнительно пропаять тугоплавким медно-фосфорным припоем.
Запаять корпус и промазать место ввода жгута проводов в датчик термостойким герметиком.

При ремонте проводки лямбда-зонда рекомендуется на каждом этапе проверять отсутствие замыканий проводником на «массу» или между собой.

Очистка от нагара и сажи

Еще одним вариантом ремонта является очистка измерительного элемента от нагара и сажи:

Аккуратно спилить защитные колпачки.
Выдержать датчик в ортофосфорной кислоте, затем аккуратно счистить нагар кисточкой. Не рекомендуется прилагать усилие, поскольку измерительный элемент крайне хрупкий.
При необходимости дополнительно очистить элемент путем нагрева на газовой горелке. Процедуру следует выполнять аккуратно, поскольку возможно растрескивание детали. Рекомендуемый в ряде источников нагрев и охлаждение холодной водой делать запрещено, поскольку это приведет к полному выходу зонда из строя.
Собрать датчик обратно, соединив детали тугоплавким припоем или точечной сваркой.

Сколько стоит датчик кислорода?

Стоимость датчика зависит от типа изделия и распространенности модели. Ниже приведены справочные цены на устройства, применяемые на некоторых моделях авто.

Наименование	Цена, руб
Лямбда-зонд на ВАЗ-2114	1500-2000
Лямбда-зонд на Hyundai Solaris	4500
Лямбда-зонд на Volkswagen Polo Седан	3500-5000
Лямбда-зонд на Газель, Волга	1600-2600
Цены актуальны для трех регионов: Москва, Челябинск, Краснодар

Видео «Проверка лямбда-зонда»

Рекомендации по проверке лямбда-зонда показаны в видеоролике, снятом автором канала «v_i_t_a_l_y».

Датчик кислорода, признаки неисправности которого известны большинству опытных автовладельцев, играет значительную роль в функционировании автомашины. При всей своей незаметности и малоразмерности, этот регулятор корректирует топливную смесь, тем самым, оказывая помощь силовой установке.

Двигатель автомобиля, получающий хорошо смешанную воздушно-топливную смесь, работает максимально эффективно. К сожалению, датчик регулятор или лямбда зонд, как его еще называют, имеет свойство портиться.

Причины нарушения работы и явные признаки

Как правило, к нарушению функционирования датчика приводят следующие причины:

На датчик попадает какая-нибудь агрессивная жидкость, например антифриз или жидкость тормозная.
Проблемы могут начаться, если в процессе очистки корпуса регулятора владелец использовал химически активные средства.
Если в горючем для автомобиля содержится большое количество свинцовых соединений.
В случае значительного перегрева регулятора, что происходит либо из-за применения топлива низкого качества, либо из-за засорения фильтра.

О неисправностях регулятора можно судить по явным признакам внешнего характера. Заметить это легко. Достаточно обратить внимание на следующие моменты:

Резко увеличилось потребление горючего.
Автомобиль дергается с места рывками, даже при прогретом двигателе.
Цвет и запах выхлопных газов изменился.
Нарушена работа катализатора.

Безусловно, на датчик оказывают негативное воздействие и общие условия эксплуатации. Может быть повреждена электрическая проводка или сам регулятор, если невнимательно относиться к стандартным правилам эксплуатации автомобиля.

Ступени

В свою очередь, эксперты видят два основных этапа ухудшения работы датчика.

На первой стадии неисправности датчика налицо увеличение времени реакции двигателя на нажатие педали газа. Силовой агрегат реагирует вяло, при нажатии на акселератор начинает мигать «чек», педаль опускается – мигание прекращается. На этой стадии неисправности водитель замечает ухудшение тяги, динамики разгона и повышение расхода горючего (пока незначительно). Как правило, данный этап неисправности регулятора может длиться около года.

Второй этап – это уже намного печальнее. Большинство автовладельцев на этой стадии задумываются над тем, а зачем собственно этот датчик кислорода нужен. Полностью исчезает нормальный разгон, автомобиль «тупит» даже на абсолютно ровной дороге. Еще одной отличительной чертой второй стадии можно назвать снижение оборотов силового агрегата, даже при вдавливании акселератора в пол. Во впускном коллекторе при этом могут быть слышны хлопки.

Для полной уверенности рекомендуется запустить автомашину «на холодную». Если датчик кислорода неисправен по второй шкале тяжести, автомобиль проработает идеально только первые несколько минут. Когда же прибор начнет функционировать, отправляя сигналы ЭБУ, сразу возникнут проблемы.

Проверка регулятора

Если имеются подозрения на неисправность регулятора, рекомендуется начать с оценки его внешнего состояния. В большинстве случаев, если датчик неисправен, он покрывается слоем грязи или сажи. Нормальный внешний вид датчика, как правило, свидетельствует о нормальной его работе, но проверку стоит продолжить.

Регулятор следует отключить от колодки.
Затем подключить его к вольтметру, имеющему достаточно высокий класс точности.

Примечание. Схема подключения регулятора к вольтметру должна основываться согласно его распиновке: черный провод датчика отвечает за сигнал (идет на контроллер), белые провода отвечают за подогрев, серый – заземление.

Проверка показаний вольтметра – это диагностика по динамике работы силовой установки автомобиля. К примеру, если задействован крейсерский режим (2500 об/мин), при снятой вакуумной трубке нормально работающий регулятор должен выдавать 0,9 В (чуть больше или меньше). Если же показания датчика ниже 0,3 В, то прибор точно неисправен.

Проверка датчика может иметь и другой режим. Можно сымитировать принудительный подсос воздуха, тем самым, обеднив воздушно-топливную смесь. В этом случае показания регулятора должны быть равны меньше 0,2 В.

Еще один режим проверки связан с промежуточным положением мотора. Другими словами, если обороты силовой установки в пределах 1500 об/мин, регулятор должен показывать значение 0,5 В.

В случае полного доказательства неисправности датчика, его следует демонтировать и заменить. И здесь надо придерживаться определенных правил.

Лучше менять регулятор на поработавшем автомобиле, так сказать, «на горячую». Это дает больше шансов не сорвать резьбу.
Рекомендуется также немного поднять разъем нового регулятора, тем самым, обезопасив прибор от воздействия грязи и влаги.
И наконец, корпус датчика эксперты советуют обрабатывать «графиткой», даже при наличии заводской смазки.

Датчик кислорода имеется практически у всех современных автомашин. Располагаться прибор может по-разному. На некоторых автомобилях он находится вблизи катализатора, на других – в выпускном коллекторе.

Что делать, если неисправный датчик застал в дороге

Если неисправность датчика застала в дороге или нужно куда-то срочно ехать, а проблемы с зондом не решены, что можно сделать? Решение до простоты гениальное – нужно просто отключить зонд. Безусловно, мигание «чека» никуда не исчезнет до остановки мотора, да и динамики, в принципе, нормальной не будет. Зато можно легко доехать до автосервиса, пусть и без удобств.

Устанавливать нужно зонд, который рекомендован конкретным автопроизводителем. Поставив какой-то «левый» прибор, пусть и в целях экономии, можно подвергнуть двигатель непосильным нагрузкам и проблемам. Несомненно, ремонт двигателя обойдется в гораздо большую сумму, чем покупка качественного датчика кислорода.

Замена регулятора

Замена кислородного датчика на отечественных автомобилях не вызывает, как правило, особых сложностей. Единственная трудность может заключаться в закипании зонда, после чего он практически не поддается механическому воздействию. Но и для таких случаев имеется эффективная и пошаговая инструкция. Она приведена ниже.

Автомашина поднимается на эстакаду.
Снимается защита силового агрегата.
Капот открывается, начинается работа с проводами зонда. Проводку от кислородного датчика можно найти на шлангах СО (систем охлаждения). Они бывают зафиксированы хомутами.

Пластиковый хомут, держащий проводку, разрезается;
Датчик откручивается ключом на «22».

Если прибор не снимается – налицо закипание датчика. Действуем по следующей схеме. Регулятор обрызгиваем составом WD-40, немного ждем и заново пробуем снять. Если опять не получается, запускаем мотор и нагреваем немного выхлопную систему, поливаем регулятор водой и пробуем опять. Если не помогает, придется нагреть датчик напрямую паяльником, постучать молотком по нему (не сильно) и открутить.

Устанавливается регулятор в обратном порядке снятию. Нужно не забыть подсоединить разъем и зафиксировать проводку к шлангам.

Зная признаки неисправности лямбда зонда, можно вовремя среагировать на это и заменить его. Нормально функционирующий датчик, это качественная и беспроблемная работа двигателя. Этого автомобилист забывать не должен никогда.

Статья чужая на заметку для себя и может еще кому пригодиться

При всей своей миниатюрности и даже незаметности кислородный датчик, или как его иначе называют лямбда-зонд,
играет значительную роль для правильной регулировки соотношения воздуха и топлива в камерах сгорания
автомобильных двигателей любой конструкции. Иначе говоря, по информации именно от этого датчика происходит
коррекция топливной смеси с целью достижения максимальной эффективности силового агрегата при минимальной
выработке бензина (солярного топлива).
Несмотря на достаточную надежность лямбда-датчиков существуют факторы способные привести к досрочному
выходу их из строя или, как минимум, к значительному увеличению погрешности их показаний. Как правило, к
нарушению нормальной их работы приводит:

• Очистка корпуса датчика химически активными средствами;
• Попадание на датчик технических составов, например антифриза или тормозной жидкости;
• Повышенное содержание в топливе соединений свинца;
• Значительный перегрев элементов датчика вследствие использования топливной смеси низкого качества, либо
засорения топливного фильтра.

Кроме всего прочего, о неисправности датчика кислорода могут свидетельствовать некоторые внешние признаки,
связанные с ненормальным поведением автомобиля, а именно:

• Необычное увеличение расхода топлива;
• Рывки автомобиля даже при «прогретом» двигателе;
• Явные нарушения в работе катализатора;
• Ухудшения показателей токсичности выхлопных газов.

Разумеется, свое негативное влияние оказывают и общие условия эксплуатации, способные привести к
тривиальному повреждению, как самого датчика кислорода, так и подведенной к нему электрической проводки.
Исходя из вышесказанного, в случае подозрений на ненормальную работу датчика кислорода, прежде всего, следует
оценить его внешнее состояние. В случае, если датчик в значительной мере покрыт сажей или просто слоем грязи
непонятного происхождения, самое правильное действие — заменить его.

Если же, по внешнему виду, к лямбда-датчику претензий нет, однако проверка его все же желательна, то
необходимо отключить его от штатной колодки и подключить к вольтметру с достаточно высоким классом точности
(схема датчика приведена ниже).

Наличие такого прибора позволяет проверить исправность датчика в динамике работы двигателя. Технология
достаточно проста : при крейсерском режиме около 2500 оборотов в минуту и вынутой вакуумной трубке
исправный датчик выдает около 0,9 В (ниже 0,3 В — датчик неисправен).

В случае обедненной смеси, которую можно сымитировать принудительном подсосом воздуха, датчик кислорода
должен выдавать не более 0,2В. В промежуточном положении работы двигателя, а именно около 1500 оборотов в
минуту, лямбда-датчик должен выдавать напряжение в пределах 0,5В.
Если все же принято решение на снятие датчика кислорода, то имеет смысл придерживаться следующих
рекомендаций:

1. Демонтировать датчик лучше ••на горячую" — меньше шансов сорвать резьбу;
2. Разъем нового датчика лучше поднять повыше, тем самым снижая риск попадания грязи и влаги;
3. Даже при наличии специальной смазки лишний слой графитки не помешает.